1、1、基本假定1) 同覆盖层比较,假定桩为刚性的;2) 忽略桩与周围覆盖层间的摩擦力、粘结力;3) 锚固段地层的侧壁应力成直线变化。其中:滑动面和桩底基岩的侧壁应力发挥一致,并等于侧壁容许应力;滑动面以下一定深度内的侧壁应力假定相同,并设些等压段内的应力之和等于受荷段荷载;4) 假定边坡剩余下滑力按三角形分布。2、基本计算公式1) 锚固深度计算及内力计算公式 (1) (2) (3)式中:荷载,即每根桩承受的剩余下滑力水平分值(kN); 桩的受荷段长度(抵抗长度)(m); 锚固段基岩达区的厚度(m); 锚固段基岩弹性区厚度(m); 桩的计算宽度(m);按“m”法计算,则推导得最小锚固深度: (4)
2、锚固段基岩达区的厚度: (5)锚固段基岩弹性区厚度 (6)锚固段地层侧壁应力 (7)图1 计算简图2) 截面及配筋验算主要公式 (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) 混凝土相对受压区高度;混凝土相对界限受压区高度,级钢筋0.544; 混凝土受压区高度;截面有效高度;钢筋抗拉强度设计值,级钢筋310Mpa;钢筋抗压强度设计值,级钢筋310Mpa;结构系数,1.2;混凝土轴心抗压强度设计值,C30,15Mpa; 矩形截面宽度;截面抵抗矩系数;受拉区纵向钢筋截面面积;受压区纵向钢筋截面面积;受压钢筋合力点至受压区边缘的距离;弯矩承载力; 弯矩设计值; 斜截面受剪承载力;箍
3、筋抗拉强度设计值,级钢筋310Mpa; 挠度;剩余下滑力为三角形均布时均布力最大值; 梁自由段的长度;混凝土弹性模量,C30,30000N/mm2; 梁截面惯性矩;3、基本计算思路根据已知桩前剩余下滑力值,拟定截面尺寸,计算求得最小锚固深度,同时根据内力分布规律求得各拐点(内力图)的内力值,以确定各内力最大值,再进行结构配筋验算及挠度验算。经过调整截面尺寸及配筋形式确定最合理截面尺寸。配筋验算思路:由于已求得弯矩、剪力设计值。首先按如下规则配置钢筋。即:根据拟定断面尺寸,受拉筋按最多配三排(三枝),间距为15cm控制;受压钢筋按构造要求只配一排,间距1530cm控制;即可确定受拉侧和受压侧配筋
4、面积。然后根据配筋进行承载能力计算,求得断面可抵抗的最大内力(弯矩和剪力)值;与前述求得的桩体最大内力值(弯矩和剪力)进行比较,同时求得桩的最大挠度值。综合判断是否满足要求。具体计算过程利用microsoft excel2003电子表格进行计算。4、圆形断面简化计算假定经讨论,抗滑桩开挖过程拟选用圆形预制混凝土管护壁。则需将圆形断面梁简化为矩形截面进行计算。经过分析后,考虑采用2000mm内径的预制混凝土管。根据材料力学,圆形断面的内接四边形,当(高、宽比)时矩形截面的抗弯承载力最大。直径为2m时,计算得。由于外侧有3040cm的预制混凝土管及后期的灌浆作用,考虑外侧预制混凝土管与内部的钢筋混
5、凝土一起承压。将截面的计算高度增加11.5cm,调至2.0m。本算稿将2000mm直径的圆形断面简化为1.333m2.0m的矩形断面计算。四、计算过程1、利用电子表格计算时输入数据汇总表2 相关输入数据编号受荷段长度(m)桩间距(m)剩余下滑力(kN)角度()砼保护层(mm)界限受压区高度b钢筋屈服强度fy(Mpa)砼抗压强度fc(Mpa)桩截面尺寸(m)Z1133170017350.544310151.22宽高Z2Z311Z410Z5Z68.5Z77.5Z87Z965700Z102、抗滑桩Z1计算过程表表3 锚固长度计算过程表项 目单 位数 据计算宽度Bp2.333剩余下滑力水平分力ET(k
6、N)4877.15基岩容许压应力(kN/m2)(kN/m2)1500抵抗段长度h1计算锚固长度hmin7.879选用锚固长度h28解方程求ym1.43内锚段基岩实际应力1465.11h36.57表4 桩身内力计算过程表深度y(m)(分界面以下)剪力值(kN)弯矩(kN.m)4877.15421134.3351.4216485.2534.71-5622.7776166.312内力最大值5622.777表5 桩配筋验算表假定受拉钢筋直径mm36单个钢筋面积mm21017.87受拉钢筋支数支受拉钢筋间距cm20受拉钢筋排数排受拉钢筋根数根69受拉钢筋面积70218.17配筋率%2.93受压钢筋支数1
7、受压钢筋间距受压钢筋排数受压钢筋根数受压钢筋面积7802.01箍筋直径25箍筋间距S150箍筋支数箍筋面积Asv3926.99h01797求0.5385求x967.692判断x与2a满足求s0.3935求MukN.m29669.84抵抗弯矩值24724.87抵抗剪力值kN17287.70挠度值28.71挠度允许值l/40032.50EIN.mm22.48827E+16EA74648000000剩余下滑力三角形均布时q0N/mm750.3313、计算结果汇总图2 抗滑桩布置图表6 计算结果汇总表抗滑桩编号抵抗长度m锚固长度6.5弯矩承载力Mu/rdN.mm224724.8718093.379401.60弯矩设计值M21134.3417882.9016257.1814905.6915107.4514020.787148.926487.65抗剪承载力VscN17306.9418028.47剪力设计值V5622.785248.584953.883270.56挠度17.3913.078.025.514.481.891.1挠度允许值32.527.521.2518.7517.512.5配筋面积70218.1845832.4720370.00实配受拉钢筋6936583224321.910.82实配压钢筋736732实配箍筋8枝16
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